BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Kromatografi adalah suatu nama yang diberikan untuk teknik
pemisahan tertentu.Biasanya digunakan untuk memisahkan senyawa-senyawa yang
berwarna dan nama kromatografi diambil dari senyawa yang berwarna. Meskipun
demikian pembatasan untuk senyawa-senyawa yang berwarna tak lama dan hampir
kebanyakan pemisahan-pemisahan secara kromatografi sekarang diperuntukkan pada
senyawa-senyawa yang tak berwarna termasuk gas.
Pada dasarnya semua cara krmatografi menggunakan dua fasa yaitu
satu fasa tetap (stationary) dan yang lain fasa bergerak (mobile),
pemisahan-pemisahan tergantung pada gerakkan relatif dari dua fasa. Cara-cara
kromatografi dapat digolongkan sesuai dengan sifat-sifat fasa tetap, yang dapat
berupa zat padat atau zat cair. Jika fasa tetap berupa zat padat maka cara
tersebut dikenal sebagai kromatografi serapan. Jika zat cair dikenal sebagai
kromatografi partisi. Karena fasa bergerak dapat berupa zat cair atau gas maka
terdapat empat macam kromatografi.
Kromatografi pertukaran ion merupakan metode kromatografi utama
yang paling banyak digunakan dalam produksi makromolekul biologis. Dibandingkan
dengan resin konvensional yang lain sehingga mampu meningkatkan efisiensi
proses pemisahan. Media tentakel memberikan sejumlah manfaat seperti kapasitas
tinggi pada tingkat laju tinggi, selektivitas tinggi, efisiensi tinggi, dan
pemulihan tinggi. Keduanya mepertahankan aktivitas biologi selama pemurnian
dan mendapatkan hasil yang tinggi. Semua
penukar ion menunjukkan kapasitas pengikat protein yang luar biasa pada tingkat
laju tinggi dan menawarkan berbagai fitur yang bermanfaat untuk banyak proses
produksi.
Dalam makalah ini akan dibahas tentang kromatografi penukar ion.
Semoga dengan adanya makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca umumnya dan bagi
penyusun khususnya serta dengan adanya makalah ini dapat menambah pengetahuan kita tentang
kromatografi penukar ion.
1.2
Rumusan Masalah
1.
Apa
pengertian dari kromatografi penukar ion?
2.
Apa
saja jenis resin kromatografi penukar ion?
3.
Apa faktor
yang mempengaruhi keselektifan reaksi penukar ion?
4.
Bagaimana
penerapan dari kromatografi penukar ion?
1.3
Tujuan
1.
Untuk
mengetahui pengertian kromatografi penukar ion.
2.
Untuk
mengetahui jenis resin kromatografi penukar ion.
3.
Untuk
mengetahui faktor yang mempengaruhi keselektifan reaksi penukar ion.
4.
Untuk
mengetahui penerapan kromatografi penukar ion.
BAB
II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Kromatografi Penukar ion
Metode kromatografi kebanyakan digunakan untuk pemisahan bahan
organik, sedangkan kromatografi penukar ion sangat cocok untuk pemisahan
ion-ion anorganik, baik itu kation-kation maupun anion-anion. Pemisahan terjadi
karena pertukaran ion-ion dalam fasa diam. Kromatografi penukar ion juga
terbukti sangat berguna untuk pemisahan asam-asam amino.
Fase diam dalam kromatografi penukar ion berupa manik-manik terbuat
dari polimer polistirena yang terhubung silang dengan senyawa divinil benzena.
Polimer dengan rantai hubung silang ini disebut resin, mempunyai gugus fenil
bebas yang mudah mengalami reaksi adisi oleh gugus fungsi ionik (misalnya gugus
sulfonat).
Dari pemaparan diatas kromatografi penukar ion dapat didefinisikan
sebagai metode pemisahan yang didasarkan atas perbedaan muatan pada sampel baik
yang bermuatan anion maupun kation.
Kebanyakan pemisahan kromatografi ion dilakukan dengan menggunakan
media air karena sifat ionisasi. Dalam beberapa hal digunakan pelarut campuran
misalnya air – alkohol dan juga pelarut organik. Kromatografi penukar ion
dengan fase gerak air, retensi puncak dipengarui oleh kadar garam total atau
kekuatan ionik serta oleh PH fasa gerak menurunkan retensi solut. Hal ini disebabkan
oleh penurunan kemampuan ion sampel bersaing dengan ion fase gerak untuk gugus
penukar ion pada resin.
2.2
Jenis-jenis Resin Penukar ion
Resin penukar ion dapat digunakan dalam metode pemisahan atau
pemekatan dengan menggunakan penukaran kesetaraan. Resin penukar ion merupakan
polimer tinggi organik yang mengandung gugus-gugus fungsional ionik. Resin pada
umumnya adalah polimer berupa butiran dengan berbagai ukuran. Butiran-butiran
ini ditempatkan dalam tabung gelas yang cukup panjang sehingga menghasilkna
kolom ion penukar yang didalamnya akan terjadi proses penukaran setara.
Adapun sturuktur dan gambar resin penukar ion adalah sebagai berikut:
Adapun jenis-jenis resin penukar ion antara lain adalah sebagai
berikut:
2.2.1 Resin penukar kation
Resin penukar kation asam kuat mengandung gugus fungsi asam
teradisi pada cincin aromatik dari resin. Penukar kation asam kuat mempunyai
gugus asam sulfonat (- SO3H), yang bersifat asam kuat seperti asam
sulfat. Penukar kation asam lemah mempunyai gugus fungsi karboksilat yang hanya
terionisasi sebagian. Proton dari kedua jenis penukar kation dapat ditukar
dengan kation-kation lain dengan persamaan sebagai berikut:
dimana Rz simbol dari resin. Kesetimbangan ini dapat
diubah kekiri atau kekanan oleh penaikan [H+] atau [M+],
atau penurunan salah satu diantaranya dengan memperhatikan banyaknya resin yang
ada.
Resin penukar kation biasanya tersedia dalam bentuk ion hidrogen, tetapi bentuk ini mudah diubah kedalam bentuk ion natrium, oleh perlakuan oleh garam dapur. Ion natrium ini kemudian mengalami pertukaran dengan kation lainnya. Pada prinsipnya resin penukar kation dalam bentuk H+ dikocok dengan larutan NaCl. Pengocokan beberapa lama, hingga tercapai kesetimbangan, menurut reaksi:
Agar reaksi berlangsung kekanan, maka harus ditambah resin dalam
jumlah berlebih.
Kapasitas resin
penukar ion ialah angka yang menyatakan banyaknya ion yang dapat dipertukarkan
oleh setiap gram resin kering atau setiap ml resin basah. Dan dinyatakan dalam
mek/gram resin kering atau mek/ml resin basah. Kapasitas penukar ion
berpengaruh terhadap retensi solut dan pertukar dengan kapasitas tinggi lebih
sering digunakan untk pemisahan campuran kompleks dimana kenaikan retensi
meningkatkan resolusi.
Penggunaan resin
penukar kation asam lemah lebih dibatasi dalam rentang pH, yaitu pada pH 5
sampai dengan 14. Sebaliknya resin penukar kation asam kuat dapat digunakan
pada pH 1 samapai dengan 14. Pada harga pH rendah, pertukar kation asam lemah akan terikat kuat pada
proton untuk terjadinya pertukaran. Demikian juga penukar kation asam lemah
tidak akan dapat sempurna melepaskan kation dari basa sangat lemah.
2.2.2 Resin Penukar Anion
Prinsip dasar resin penukar anion ialah dapat ditukarkannya anion hidroksil oleh anion lain yang terjadi pada resin penukar ion. Ada dua jenis resin penukar anion yaitu resin yang memiliki gugus basa kuat (gugus amonium kuarterner) dan resin yang memiliki gugus basa lemah (gugus anion). Reaksi pertukaran dapat dinyatakan sebagai berikut:
dimana R merupakan gugus organik,biasanya metil.
Penukar basa kuat
dapat digunakan diatas rentang pH 0 sampai dengan 12, sedangkan resin penukar
basa lemah hanya diatas rentang pH 0 sampai dengan 9. Golongan penukar basa
lemah tidak akan melepaskan asam yang sangat lemah, tetapi akan lebih disukai
untuk asam kuat yang mungkin tertahan oleh resin basa kuat seperti sulfonat.
2.3 Keselektifan
Reaksi Penukar Ion
Proses penukaran ion di dalam suatu resin adalah proses yang
reversibel,yang akhirnya dapat tercapai keadaan kesetimbangan.Reaksi secara
umum bisa dituliskan sebagai berikut.
Sampai seberapa jauh suatu ion ditahan lebih kuat dari ion lain
oleh resin penukar ion merupakan suatu hal yang sangat penting. Dari perbedaan
itu akan dapat menentukan apakah dua zat atau lebih yang menghasilkan ion-ion
bertanda muatan sama dengan mudah dipisahkan satu sama lain, dan apakah ion itu
mudah dilepas lagi oleh resin atau tidak. Beberapa faktor yang menentukan
keselektifan distribusi ion antara resin penukar ion dan suatu larutan adalah
sifat dari ion yang saling ditukarkan, dan sifat dari resin penukar ion yang
dipakai.
2.4
Penerapan kromatografi penukar ion
a. Penerapan pada senyawa anorganik
Pertama kali ditemukan, kromatografi penukar ion digunakan untuk
analisis senyawa-senyawa anorganik pada tahun 1940-an dan 1950-an dengan
keberhasilannya seperti pemisahan ion-ion alkali tanah dan isotop-isotop yang
sebelumnya sukar atau tidak mungkin. Ketika kromatografi penukar ion dianggap
sebagai alat pemisahan yang potensial, penggunaanya yang luas untuk menentukan
senyawa-senyawa anorganik dihambat oleh kurangnya detektor yang baik dan umum
untuk penentuan kuantitatif ion-ion atas dasar luas peak kromatografi. Detektor
konduktifitas jelas merupakan suatu pilihan untuk pekerjaan ini. Detektor ini
sangat sensitif, universal untuk molekul-molekul yang bermuatan dan secara umum
detektor ini memberikan respon terhadap perubahan konsentrasi. Selain itu,
detektor ini sederhana, murah untuk dibuat dan dirawat dan tahan lama.
Sayangnya, kekurangan detektor ini dianggap serius menyebabkan detektor ini
ditunda penggunaannya hingga tahun 1970-an. Kendalanya disebabkan oleh
elektrolit berkonsentrasi tinggi dari fasa gerak untuk mengelusikan semua
ion-ion analit dalam waktu yang cepat. Akibatnya, konduktivitas yang berasal
dari komponen fasa gerak cenderung melampaui konduktivitas ion-ion analit, jadi
menurunkan sensitivitas detektor.
Pada tahun 1975, masalah eluen dengan konduktivitas tinggi
diselesaikan dengan menambahkan kolom tambahan yang disebut kolom supresor
eluen setelah kolom penukar ion. Kolom supresor dipak dengan resin penukar ion
yang berbeda untuk mengubah ion-ion pelarut menjadi molekul yang kurang
terionisasi dengan tanpa mempengaruhi ion-ion analit. Contohnya, untuk
pemisahan dan penentuan kation maka asam klorida dipilih sebagai eluen dan
kolom supresornya untuk menangkap ion Cl- digunakan resin penukar
anion dalam bentuk hidroksida. Hasil reaksi dalam kolom supresor adalah air.
b. Penerapan pada senyawa organik
dan biokimia
Kromatografi penukar ion telah diterapkan pula pada berbagai jenis sistem organik dan biokimia termasuk obat dan metabolitnya,serum,pengawet makanan,campuran vitamin,gula, dan bahan farmasi. Contoh pemisahan 17 asam amino pada kolom penukar kation.
BAB III
KESIMPULAN
Kromatografi penukar ion dapat didefinisikan sebagai metode
pemisahan yang didasarkan atas perbedaan muatan pada sampel baik yang bermuatan
anion maupun kation. Selain itu terdapat
macam-macam resin yaitu resin penukar kation asam kuat, resin penukar kation
asam lemah, resin penukar anion basa kuat dan resin penukar anion basa lemah.
Resin penukar kation asam kuat mengandung gugus fungsi asam
teradisi pada cincin aromatik dari resin. Penukar kation asam kuat mempunyai
gugus asam sulfonat (- SO3H), yang bersifat asam kuat seperti asam
sulfat. Penukar kation asam lemah mempunyai gugus fungsi karboksilat yang hanya
terionisasi sebagian.Resin yang memiliki gugus basa kuat (gugus amonium
kuarterner) dan resin yang memiliki gugus basa lemah (gugus anion).
Beberapa faktor yang menentukan keselektifan distribusi ion antara
resin penukar ion dan suatu larutan adalah sifat dari ion yang saling
ditukarkan, dan sifat dari resin penukar ion yang dipakai.
Kromatofrafi penukar ion ini dapat diterapkan dalam penerapan pada
senyawa anorganik dan penerapan pada senyawa organik dan biokimia.
DAFTAR PUSTAKA
Hendayana,
S. 2006 . Kimia Pemisahan . Bandung : PT Remaja Rosdakarya
Rohman,
A. 2010 . Kimia Farmasi Analisis . Yogyakarta : Pustaka Pelajar
Sastrohamidjojo,
H . 2007 . Kromatografi . Yogyakarta : Liberty Yogyakarta
Soebagio
. 2005 . Kimia Analitik II . Malang : UM Press
0 komentar:
Posting Komentar